CN1744470A - 光网络承载异步传输模式业务的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光网络承载异步传输模式ATM业务的方法及装置，包括：设定光网络的虚级联配置方式；当发送ATM信元时，根据虚级联配置方式由本发明装置中虚级联处理模块控制映射模块将ATM信元映射到光网络进行传输；当接收ATM信元时，根据虚级联配置方式由本发明装置中的虚级联处理模块控制解映射模块从通信总线中获取ATM信元。利用本发明，可以丰富ATM over SDH/SONET中ATM信元装帧方式，实现物理层带宽的灵活分配，促进ATM业务的应用。

Description

光网络承载异步传输模式业务的方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种光网络承载异步传输模式业务的方法及装置。

背景技术

ATM(异步传输模式)作为实现宽带综合业务数字网的核心技术，综合了基于电路交换的电话网和基于包交换的数据网的优点，通过面向连接的信元交换和传送，为语音、数据和图像等不同传输要求的业务提供服务质量保证的带宽动态分配和连接。

数据业务的发展，要求传统的SDH/SONET(同步数字体系/同步光网络)传输网络能够支持数据业务。ATM over SDH/SONET作为ATM的物理接口可以充分利用现有设施，加快ATM网络的实现，同时还可以使现有的通信业务和ATM业务方便地实现互连互通。ATM over SDH/SONET是利用SDH/SONET的大容量、光纤传输与稳定可靠的带有自愈和迂回路由的网络结构作为ATM交换核心的基础。其技术是将ATM信元打包成SDH/SONET帧(ATM信元映射到SDH或SONET的虚容器中)在SDH/SONET上进行传输，即利用了ATM面向连接的快速交换能力，提供QoS(服务质量)保障；又利用SDH/SONET可靠的传输特性，其实现结构如图1所示：可以采用标准的UTOPIA II(ATM通用测试和操作接口II)与ATM链路层对接(不局限于UTOPIA II接口，也可以是其它接口)，采用通信总线接口与SDH/SONET线路侧对接，通过映射/解映射模块完成ATM信元和SDH/SONET帧之间的映射和解映射过程。

ATM over SDH技术主要有ITU-T(国际电信同盟通信部分的标准)和ATM论坛定义的几种接口方式，其中ITU-T定义了STM-1(同步传送模式1，155.52Mbit/s)和STM-4(同步传送模式4，即622.08Mbit/s)帧结构的接口，为了支持低速业务，还定义了一种STM-0(同步传送模式0，即51.8Mbit/s，相当于STS-1)和25.6Mbit/s的接口方式。

标准ATM信元是固定长度的分组，其格式如图1所示。信元长53个字节，分为2个部分。前面5个字节为信头，主要完成寻址的功能；后面的48个字节为信息段，用来装载来自不同用户、不同业务的信息。在用户网络接口(UNI)和网络之间接口(NNI)的ATM信头格式有所不同。

信头各字段所包含的信息如下：

GFC：一般流量控制，4bits，只用于UNI接口，进行流量控制或在共享媒体的网络中标识不同的接入。

VPI：虚路径标识符，标识用户之间或用户与网络之间的虚路径，在UNI中为8bits，可标识256个VP(虚路径)；在NNI中为12bits，可标识4096个VP。

VCI：虚通道标识符，标识用户之间或用户与网络之间的虚通道，可标识65536个VC(虚通道)。

PT：净荷类型标识，用于标识净荷的类型，即后面48个字节信息域的信息类型，3bits。

CLP：信元丢弃优先级，1bit，表示信元丢弃等级，用于拥塞控制。发生信元冲突时，CLP用来说明该信元是否可以丢掉。CLP＝0，网络尽力为其提供带宽资源，以防信元丢失；CLP＝1，可根据带宽情况丢弃信元。

HEC：信头差错控制，8bits，用于信头中的差错控制和信元同步，保证整个信头的正确传输。根据ITU-T的I.432建议，这一区域的处理在物理层进行。

在基于STM-1的SDH接口上，ATM信元首先被装入C-4(容器4，净荷容量为2340字节)，然后加上POH(通道开销)组装成VC-4(虚容器4，净荷容量为2340字节)，最后加上SOH(段开销)组装成STM-1帧，由于信元是在容器内连续装入的，容器容量又不是信元长度的整数倍(STM-1一帧净荷是260×9＝2340字节，一个ATM信元是53字节，2340/53＝44.15不是整数)，所以最后一个装入的信元可能会跨帧，也就是说信元的装入是没有间隙的，如图2所示。

在基于STM-4的SDH接口上，通过级联的方式扩展了ATM信元的传输容量，ATM信元首先被装入C-4-4c(4个C-4级联)，然后加上POH组装成VC-4-4c，最后加上SOH组装成AU-4-4c。同样C-4-4c容器容量也不是ATM信元长度的整数倍，所以ATM信元可能会跨帧，如图3所示。

ATM over SONET技术和ATM over SDH基本类似，主要有OC-3c(155.52Mbit/s)和OC-12c(622.08Mbit/s)和OC-48c(2.5Gbit/s)几种接口方式，除了指示在管理功能方面有一些细节上的差异，原理上完全一样。

由此可见，利用光网络承载ATM时，这种ATM信元装入帧的方式缺乏灵活性，例如，虽然STM-4的容量是STM-1的4倍，但是，ATM不能将4个STM-1信元流并入到一个STM-4之中，这是因为ATM信元的VPI/VCI值只在局部范围内有效，也只有在这个范围内VPI/VCI的值才是唯一的，如果随意混入信元则无法判断信元属于哪一个VPI/VCI；同样也不能将4个STM-1复用到一个STM-4中，因为STM的复用是同步时分复用，而ATM是异步时分复用。也就是说，一种帧格式只对应存在一种装帧方式，即对应STM-1就只能连续装载在C4中，对应STM-4就只能连续装载在C4-4c中，其他类同。可见，对应一种帧格式只能放入一种ATM信元，而这些信元的传送速度在达不到该帧格式相应的速率级别时也会用空信元占用带宽，造成物理层带宽的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种光网络承载异步传输模式业务的方法及装置，以避免现有技术ATM over SDH/SONET中ATM信元装帧方式造成的对物理层带宽的浪费，实现物理层带宽的灵活分配。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种光网络承载异步传输模式ATM业务的方法，包括：

A、设定光网络的虚级联配置方式；

B、当发送ATM信元时，根据所述虚级联配置方式将所述ATM信元映射到所述光网络进行传输；

C、当接收ATM信元时，根据所述虚级联配置方式从通信总线中获取ATM信元。

所述步骤A包括：

A1、设定所需承载的ATM业务；

A2、根据所述ATM业务设定虚级联组及所述虚级联组中虚容器的容量。

所述步骤B包括：

B1、根据所述虚级联配置产生对应的映射指示信号；

B2、根据所述映射指示信号将ATM信元配置成相同的路由映射到同步数字体系/同步光网络帧格式中；

B3、将所述光网络帧转换为所述光网络所需的总线格式传输。

所述步骤B2还包括：

插入对应的复帧指示到所述光网络帧的开销字节中，所述复帧指示包括所述虚级联的复帧号和序列号信息。

所述步骤C包括：

C1、从所述通信总线上获取虚级联业务信息；

C2、根据所述光网络帧的开销字节信息同步并调整所述虚级联业务信息；

C3、根据调整后的虚级联业务信息获取ATM信元。

所述方法还包括：

利用链路带宽调整规程调整所述光网络承载所述ATM业务所需带宽。

所述光网络具体为：同步数字体系或同步光网络。

一种光网络承载异步传输模式ATM业务的装置，包括：与ATM链路层对接的下行接口模块、映射/解映射模块、与所述光网络线路侧对接的上行接口模块，还包括：

虚级联处理模块，分别耦合于所述映射/解映射模块和所述通信总线接口，用于对需要映射和解映射的ATM信元进行虚级联处理。

所述映射/解映射模块包括：

映射模块，用于将所述ATM信元映射到所述光网络的虚容器中；

解映射模块，用于从所述光网络的虚容器中获取所需的ATM信元。

所述虚级联处理模块包括：

上行处理模块，耦合于所述映射模块，用于控制所述映射模块对所述ATM信元的映射；

下行处理模块，耦合于所述解映射模块，用于控制所述解映射模块获取不同业务的ATM信元。

由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明利用虚级联技术将ATM信元映射到SDH/SONET帧中，改进了传统的ATM成帧方式，提高了ATM装帧方式的灵活性，实现了ATM业务在SDH/SONET中的汇聚透传；采用虚级联分配带宽可以同时承载多个不同的业务，实现了物理层带宽的灵活分配利用，结合了数据业务处理与SDH/SONET系统帧格式传送各自的优点，使现有的通信业务可以和ATM业务方便地互联互通，促进了ATM业务在网上的应用；并且通过LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme，链路容量调整规程)技术实现物理层带宽的动态调整。

附图说明

图1是现有技术中光网络承载ATM信元实现方框图；

图2是ATM信元格式；

图3是现有技术中基于STM-1的SDH接口上ATM信元的装帧格式；

图4是现有技术中基于STM-4的SDH接口上ATM信元的装帧格式；

图5是SDH的帧结构；

图6是本发明方法的流程图；

图7是不同虚级联配置时ATM映射指示信号的时序图；

图8是本发明方法中对接收的虚级联业务进行空间整形的过程示意图；

图9是本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心在于利用虚级联技术将ATM信元映射到SDH/SONET帧中，实现ATM业务在SDH/SONET中的汇聚透传。在发送方向，根据虚级联的配置产生相应的映射指示信号，使ATM映射与虚级联处理相配合；在接收方向，根据通道开销字节的信息在ATM解映射时将不同时间到达的虚级联组中虚容器的值进行同步，并且对经过了交叉后的虚容器进行顺序调整，恢复虚容器组中虚容器的正确序列，以便保证解映射出正确的ATM信元。本发明还利用LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme，链路容量调整方案)实现物理带宽的智能调配。

本技术领域人员知道，光传输网是由一些光网络单元组成的，在光纤、微波或卫星上进行同步信息传送，融复接、传输、交换功能于一体，由统一网络管理操作的综合信息网。可实现网络有效管理、动态网络维护、对业务性能监视等功能，能有效地提高网络资源的利用率。

SDH用来承载信息的是一种块状帧结构，如图4所示：

每行的前9个字节(前9列)，共81个字节中放置了段开销(SOH)和管理单元指针(AU PTR)；每行的后261个字节构成了信息净负荷区(Payload)，其中有9字节为通道开销(POH)。管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便接收时能正确分离净负荷。开销实现SDH网络的运行、管理和维护。段开销中又包含有再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH)；通道开销中包含有低阶通道开销(LPOH)和高阶通道开销(HPOH)。高阶通道开销用以完成虚容器通道性能的监视、告警状态的指示、维护用信号及复接结构指示等，低阶通道开销用于通道状态、通道踪迹和网络操作者的监视。高阶通道开销是对VC4级别的通道进行监测，可对140Mbit/s在STM-N帧中的传输情况进行监测；低阶通道开销是完成VC12通道级别的OAM(操作、管理和维护)功能，也就是监测2Mbit/s在STM-N帧中的传输性能。SDH的帧传输时，按由左向右，由小到大的顺序排成串型码流依次进行。每帧传输时间为125μS，每秒传输1/125×106＝8000帧。对STM-1而言，每帧能传输的比特数为8×(270×9×1)＝19940b，STM-1的传输速率为19440×8000＝155.52Mb/s，而STM-4为622.080Mb/s、STM-16为2488.320Mb/s。

根据ITU.G707的技术标准，高阶通道开销的位置在VC4帧中的第一列，共有9个字节，如图4所示，分别为J1、B3、C2、G1、F2、H4、F3、K3、N1。其中，

J1：用于跟踪通道连接状态，在J1中重复发送高阶通道接入点识别符，以使接收终端能根据J1确认与发送终端处于连接状态。

B3：通道误码监测。负责监测VC4在STM-N帧中传输的误码性能，也就监测140Mbit/s的信号在STM-N帧中传输的误码性能。

C2：信号标记字节，用来指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质，例如通道是否已装载、所载业务种类和它们的映射方式。

G1：通道状态字节。

F2：用户通路字节。

H4：TU(支路单元)位置指示字节，指示当前TU帧在TU复帧中的位置。

F3：用户通路字节。

K3：自动保护倒换通路，用于高阶通道级保护的APS(自动保护倒换)指令。

N1：网络运营商字节，用于特定的管理目的。

低阶通道开销低阶POH位于每个VC12基帧的第一个字节，一组低阶通道开销共有4个字节：V5、J2、N2、K4，分别为V5、J2、N2、K4。其中，

V5：通道状态和信号标记字节，具有误码校测，信号标记和VC12通道状态表示等功能，具有高阶通道开销G1和C2两个字节的功能。V5的编码结构如下表1所示：

表1：

误码监测(BIP-2)		远端误块指示(REI)	远端故障指示(RFI)	信号标记(Signal Lable)			远端接收失效指示(RDI)
								1	2	3	4	5	6	7	8

其中，

误码监测：传送比特间插奇偶校验码BIP-2：第一个比特的设置应使上一个VC-12复帧内所有字节的全部奇数比特的奇偶校验为偶数；第二比特的设置应使全部偶数比特的奇偶校验为偶数。

远端误块指示：BIP-2检测到误码块就向VC12通道源发1，无误码则发0。

远端故障指示：有故障发1，无故障发0。

信号标记：表示净负荷装载情况和映射方式。

远端接收失效指示：接收失效则发1，成功则发0。

J2：VC12通道踪迹字节

N2：网络运营商字节。

K4：自动保护倒换通路，用于提供低阶通道保护的APS指令。

各种业务信号进入SDH的帧结构都要经过三个步骤，即映射、定位和复用。映射就是将各种进来的速率不等的信号先经过码速调整，再装入相应的标准容器C中，同时加入通道开销POH形成虚容器VC。定位就是将帧相位发生偏差(称帧偏移)的信息收进支路单元或管理单元，它通过支路单元指针或管理单元指针的功能来实现。复用就是将多个低阶通道层信号通过码速调整进入高阶通道或将多个高阶通道层信号通过码速调整进入复用层的过程。以139.264Mb/s信号到STM-1的形成为例来说明这三个步骤。139.264Mb/s信号首先进入标准容器，速率调整后输出149.76Mb/s数字信号，进入虚拟容器，加入通道开销576kb/s后输出150.336Mb/s的信号，在管理单元内加入管理单元指针576kb/s，输出150.336Mb/s的信号，因N＝1，故由一个单元组加入段开销4.608Mb/s后，输出155.520Mb/s的STM-1信号。

级联是在MSTP(多业务传输节点)上实现的一种数据封装映射技术，它可将多个虚容器组合起来，作为一个保持比特序列完整性的单容器使用，实现大颗粒业务的传输。级联分为相邻级联和虚级联。相邻级联是将同一STM-N数据帧中相邻的虚容器级联成C-4/3/12-Xc格式，作为一个整体结构进行传输；虚级联则是将分布于不同STM-N数据帧中的虚容器(可以同一路由或不同路由)，按照级联的方法，形成一个虚拟的大结构VC-4/3/12-Xv格式，进行传输。可见，虚级联技术是一种通过捆绑VC(虚容器)来实现灵活分配带宽的技术，相对于级联技术，虚级联的VC可以通过不同路由传送，捆绑的数目及具体的位置可以在速率支持范围内任意组合。

本发明利用虚级联技术，实现ATM业务在SDH/SONET中的汇聚透传，将ATM信元映射到SDH/SONET帧中，与ATM链路层的对接采用标准的UTOPIAII(ATM通用测试和操作接口II)接口，与SDH/SONET线路侧对接采用Telecom(通信)总线接口。

参照图6本发明方法的实现流程：

首先，在步骤600：设定光网络的虚级联配置方式。

由于ATM业务的特性使得传统的装帧方式中对应一种帧格式只能承载一种ATM业务。而采用虚级联技术，可以有多种装帧方式。例如，对于STM-1除了装载在C4中外，还可以装载在VC-3-xv中(x＝1，...，3)，对于STM-4既可以装载在VC-4-xv(x＝1，...，4)中，也可以装载在VC-3-xv中(x＝1，...，12)。对于同一种帧格式，通过虚级联分配带宽还可以同时承载几个不同的业务。例如，对于STM-4速率级别利用VC-4-xv最多可以实现4个物理层端口业务映射(STM-4中有4个VC4，每个VC-4装载一个物理层端口业务)，映射方式可以是1个、2个、3个、4个VC4虚级联。而利用VC-3-xv(STM-4中有12个VC3，每个VC-3装载一个物理层端口业务)则可以实现12个不同物理层端口的业务映射，映射方式多达12种，而且各种方式可以自由组合。因此，首先要确定需要承载的ATM业务。其次，根据需要承载的ATM业务设定虚级联组及所述虚级联组中虚容器的容量。

例如，对于SDH的不同速率STM-1，STM-4，STM-16，STM-64虚容器有VC-12，VC-2，VC-3，VC-4。对于SONET的不同速率OC-1，OC-3，OC-9，OC-12，OC-18，OC-24，OC-36，OC-48，OC-96，OC-192，可以虚级联的容器有VT1.5/VT2/VT6/STS-1/STS-3。其中，OC(optical carrier)为光承载器；VT(Virtual Tributary)为虚支路；STS-N(Synchronous Transport Signal levelN)为同步传送信号等级N。

当发送ATM信元时，需要根据虚级联配置方式将ATM信元映射到光网络进行传输，按以下流程进行处理：

步骤611：根据虚级联配置产生对应的映射指示信号，以便使ATM映射与虚级联处理相配合。

传统的装帧格式ATM映射只需要根据SDH侧的帧头或者其他定时信号产生一个连续的周期性的映射指示信号(开销段无效，净荷段有效，每帧为一个周期)，在这个信号指示的有效范围内将ATM信元连续装入即可。而对于虚级联的SDH帧该信号会因虚级联配置的不同而不同，可能是连续的，比如所有VC4虚级联情况；也可能是断续的，比如单个VC4业务或者2个或者3个VC4虚级联情况。而且对于2个或3个VC4虚级联的情况这些VC4的时隙可以不是相邻而是间隔产生的。例如，VC-4-4c的映射指示信号和VC-4-3v在第1、3、4个VC4虚级联时的指示信号分别如图7a和图7b所示，其中，clk为时钟信号；data为数据信号；map_valid为映射时隙有效信号。

然后，进到步骤612：根据映射指示信号将ATM信元配置成相同的路由映射到光网络帧中。如果路由不一致会造成传送延时，即虚级联的相对延时，影响ATM业务的质量。

在此过程中，包括对空信元的插入、信元头的处理、扰码处理等。

另外，为了保证虚级联中各业务与时间轴的对应关系，对于上行发送的虚级联业务统一插入一组MFI(复帧指示)值到光网络帧的开销字节中，以保证同一时刻发送的业务在接收时同一时刻进行恢复。所述复帧指示包括虚级联的复帧号和序列号信息。

例如，对于SDH帧，在通道开销字节H4中插入MFI，用于表示虚级联业务的时间轴关系。这样，利用H4字节指示虚级联的复帧号和序列号，复帧号分为大复帧和小复帧，小复帧号装载在H4的低四位，大复帧号在小复帧为0、1时装载在H4字节的高4位，序列号在小复帧为14、15时装载在H4字节的高4位。

这样，映射后的数据流将多个物理层端口对应的数据和时隙合并，并插入了用于虚级联指示的H4字节。

然后，进到步骤613：将光网络帧转换为光网络所需的总线格式传输。

当接收ATM信元时，需要根据虚级联配置方式从通信总线中解映射出ATM信元，按以下流程进行处理：

步骤621：从通信总线上获取虚级联业务信息。首先经过通信总线转换得到需要的总线格式，接收虚级联组中各虚容器内的业务信息。由于上行业务已经配置成一致路由，虚级联组内的虚容器延时主要是由于指针调整造成的，由于指针调整的范围不会超过一帧，所以只需要存储一帧的虚级联业务信息。然后，进到步骤622：根据光网络帧的开销字节信息同步并调整虚级联业务信息。在此过程中，对虚级联的解映射主要包括以下两方面的处理：时间对齐和空间整形，这两个处理过程都需要从光网络帧的开销字节中提取相应信息，比如，对于SDH帧，需要从通道开销的H4字节中提取信息。另外，H4的处理还要提供相关告警指示，包括：MFI丢失告警、虚级联组内SQ(sequence number：序列号)号相等告警、SQ号超出范围告警、虚级联延时大于等于125us告警。

下面详细说明时间对齐和空间整形的完成过程：

(1)时间对齐

所谓时间对齐是指虚级联VC-4的到达有时间上的前后差异，必须要等组内的VC4同一个时刻发出的值都到达后才能送出一组完整的ATM业务，这里是通过对MFI值的判断来实现的。H4中承载了12位MFI值，最大可以支持2^12×125us＝512ms的延时。但考虑到ATM是低时延业务，对延时有一定的限制，因此在实现中要将延时时间设定在一定的范围内。比如，前面步骤612中对H4字节的配置，使该配置支持125us以内的延时，所以只需要较低两位的MFI值即可，并且用于比较的MFI值是用各路VC-4的J1字节指示进行同步，这样就保证了各路VC-4的J1收齐后就可以发出业务到达信号。

(2)空间整形

所谓空间整形是指虚级联组的VC4发送过程中经过了交叉连接，可能把原本的发送序列打乱了，到接收端必须恢复出正确的序列。序列信息是由H4中的SQ承载的，只要根据解释得到的SQ值恢复出正确的序列即可。同样以第1，3，4个VC4虚级联为例，其空间整形过程如图8所示：

经过交叉后第1个VC-4到了第4个位置，第2个VC-4到了第3个位置，第3个VC-4到了第1个位置，第4个VC-4到了第2个位置，但承载序列信息的SQ值还跟随每个VC-4；经过接收端的SQ排序，它们回到与发送侧一致的对应位置。

这样，经过对虚级联业务信息进行同步和调整两个过程，使ATM解映射和虚级联处理相配合，从而可以获取虚级联容器中承载的不同类别的业务信息。

进到步骤623：根据调整后的虚级联业务信息获取ATM信元。

当光网络承载的ATM业务发生变化时，本发明还可利用LCAS技术动态调整光网络承载ATM业务所需带宽大小。

LCAS技术具有带宽灵活和动态调整等特点，当用户带宽发生变化时，可以调整虚级联组VC-n的数量，这一调整不会对用户的正常业务产生中断。此外，LCAS技术还提供一种容错机制，可增强虚级联的健壮性：当虚级联组中有一个VC-n失效，不会使整个虚级联组失效，而是自动地将失效的VC-n从虚级联组中剔除，剩下的正常的VC-n继续传输业务；当失效VC-n恢复后，系统自动地又将该VC-n重新加入虚级联组。

在SDH/SONET传输网络中，LCAS的带宽调整是通过动态地增加或减少虚容器组的成员个数(改变总的映射容量)来实现的；另外，虚容器容量的调整则是根据源端和目的端相互交换控制信息自动实现的。此类表明容量需求的控制信息的定义对于SDH有相关协议G.707和G.783，对于SONET有相关协议G.709和G.798。对于SDH，控制信息利用SDH开销字节的保留比特位进行传递：高阶虚级联时采用H4字节；低阶虚级联时采用K4字节。

图9是本发明装置的结构示意图：

包括：与ATM链路层对接的下行接口模块91、与光网络线路侧对接的上行接口模块92。

通过下行接口模块91接收的ATM信元需要经过映射/解映射模块93处理，将ATM信元映射到光网络的虚容器中，然后再经过虚级联处理模块对映射有ATM信元的虚容器进行虚级联，将不同ATM业务信息进行合并，经由上行接口模块92承载到光网络上传输。同样，从光网络上获取的业务数据流，由映射/解映射模块93根据虚级联处理模块94的控制信息解映射出正确的ATM信元；最后与ATM层芯片对接。

下行接口模块可以采用标准的UTOPIA II接口，这样映射/解映射处理模块与ATM层芯片对接时按照UTOPIA II协议进行处理。

上行接口模块可以采用Telcom(通信)接口，不同设备提供商的Telcom接口标准有所不同，可根据实际需要选用。

映射模块除了完成ATM信元到光网络帧的映射外，还可实现以下功能：

(1)速率适配：主要通过FIFO(先进先出)控制实现两侧速率的匹配，发送方向当流量大于承载容量时给出反压信号，不再写入信元；接收方向速度过快则给出FIFO溢出告警。

(2)HEC(信头差错控制)校验值插入。

(3)ATM信元扰码插入：为了避免ATM信元被破坏，对映射后的ATM信元加入扰码。

上行处理模块实现的功能有：

(1)映射时隙提供；

(2)有效容器合并；

(3)开销字节插入；

(4)映射容量调整。

发送方向通过下行接口模块91与ATM层芯片对接，首先按照接口对应的协议，从ATM层芯片内的ATM控制器中接收ATM信元；再将接收的ATM信元经过映射/解映射处理模块93中的映射模块931进行处理，包括对空信元的插入、信元头字节的处理、扰码处理等，然后根据虚级联处理模块94中的上行处理模块941送入的定时信息将ATM信元映射到光网络帧中，映射后的数据流再经过上行处理模块941处理，将多个物理层端口对应的数据和时隙合并，并插入用于虚级联指示的开销字节；最后通过通信总线转换得到光网络传输所需的总线格式。

例如：在发送方向，芯片完成ATM信元到SDH帧的映射及VC4虚级联。每组中最多可接4个PHY(物理端口)口，每个PHY口都可以支持0～4个VC4的虚级联，即每个PHY口的虚级联容量不大于4×VC4，每组所有PHY口的ATM业务最后要复用进一个SDH的STM-4帧传送，所以每组的总容量不大于STM-4。

由上行处理模块输入以下控制信号：

ATM控制信号：每组4个FIFO出口数据(16bit)，FIFO中存储的是ATM信元，包括ATM信头指示信号、ATM信元有效信号；

定时信号：SDH帧头指示信号；

虚级联配置信号：配置的虚级联映射关系信号。

虚级联发送方向主要完成ATM信元到SDH帧的VC4虚级联，包括信元映射和H4字节插入，实现过程如下：

首先将接收的4路FIFO的16bit宽度的数据，按照配置的每路ATM与虚级联VC4的对应关系填入对应的VC4通道中(有效时隙填充ATM信元内容，无效时隙插idle码(即无效码字，一般的idel码为全0或者全1)，配置的各路有效时隙不能冲突)，形成4路STM-4格式的SDH帧，再合并为一路STM-4格式的SDH帧(有效时隙合并，无效时隙插idle码)；

H4字节的处理可以参照G.707中对虚级联的描述部分，或者参考下表2所示的G.707-VC-3/4-XV序列号及复帧号指示H4编码方式。在该实施例中，MFI1和MFI2是根据时间顺序产生的，而SQ是根据调度配置产生的，并且属于不同组的VC4的序列号可以相同。MFI1的数值范围为0～15，MFI2的数值范围为0～255、SQ的数值范围均为0～255。

表2：

H4字节								小复帧	大复帧
										Bit7	Bit6	Bit5	Bit4	Bit3	Bit2	Bit1	Bit0
				小复帧号(bits 3-0)
								序列号高位(bits 4-7)				1	1	1	0	14	n-1
序列号低位(bits 0-3)				1	1	1	1											15	n-1
								大复帧号高位(bits 4-7)大复帧号低位(bits 0-3)				0	0	0	0	0	n
0	0	0	1	1	n
						保留(″0000″)						0	0	1	0	2	n
保留(″0000″)				0	0					1	1							3	n
						保留(″0000″)						0	1	0	0	4	n
保留(″0000″)				0	1					0	1							5	n
						保留(″0000″)						0	1	1	0	6	n
保留(″0000″)				0	1					1	1							7	n
						保留(″0000″)						1	0	0	0	8	n
保留(″0000″)				1	0					0	1							9	n
						保留(″0000″)						1	0	1	0	10	n
保留(″0000″)				1	0					1	1							11	n
						保留(″0000″)						1	1	0	0	12	n
保留(″0000″)				1	1					0	1							13	n
						序列号高位(bits 4-7)						1	1	1	0	14	n
序列号低位(bits 0-3)				1	1					1	1							15	n

经过上述处理后，输出以下信号：

(1)数据信号：每组STM-4结构的8bit数据流(已经过虚级联映射处理)；

(2)ATM层控制信号：ATM层FIFO读使能信号(用于控制发送方向数据流量)；

(3)SDH侧定时信号：C1J1时隙指示信号，SPE净荷指示信号。

然后，由上行接口模块92将上述信号转换为光网络传输所需的总线格式进行传输。

接收方向首先经过上行接口模块92转换得到需要的总线格式；然后由下行处理模块942控制解映射模块932从接收的光网络帧中解映射出不同业务的ATM信元；最后按照由下行接口模块91按照对应的协议处理与ATM层芯片的对接。

下行处理模块实现的功能有：

(1)开销字节匹配；

(2)解映射容量调整；

(3)业务存储；

(4)时间对齐；

(5)空间整形。

解映射模块除了完成光网络帧到ATM信元的映射外，还可实现以下功能：

(1)ATM信元解扰；

(2)HEC校验；

(3)ATM信元过滤；

(4)速率解耦(速率适配的反过程，和速率适配的方法相同，就是使用FIFO控制存储来实现两端的速率不一致)。

接收方向首先经过上行接口模块92将接收的数据流转换得到需要的总线格式，对接收到的虚容器帧进行解映射处理，通过对H4和J1的处理，完成空间整形、和时间对齐，提取出ATM信元部分；再进行ATM信元处理：包括信元定界、信元解扰和信元过滤；最后由下行接口模块91按照对应的协议与ATM层芯片对接。

例如：在接收方向，芯片完成每组4路VC4的重新排列，使之在时间和空间上对齐。

由下行处理模块输入以下控制信号：

数据信号：虚级联接收方向输入包括每组4路复用的8bit数据流；

SDH侧定时信号：C1J1时隙指示信号，指示C1和J1位置的信号；SPE(净荷指示信号)信号。

虚级联接收方向主要完成SDH帧的VC4虚级联到ATM信元的解映射，主要有以下处理过程：

时间对齐：把STM-4按时隙取出4个VC4，把相应的净负荷及J1时隙指示信号分别写进4个FIFO，其中输入FIFO的低8位为净负荷数据，第9位是J1指示，J1的主要作用是定位数据位置，当J1来时写进FIFO的0地址位置。写FIFO，按有效净负荷spe写进FIFO。原来的SPE信号是包括VC-4的开销部分的，这里要经过处理，除掉poh，即VC-4的开销部分。由于会发生指针调整，所以输入FIFO的带宽是可以变化的，FIFO的读地址根据各个VC4指针调整情况统一控制，4个FIFO的J1标志都有效，读出相应数据。

空间对齐：往ATM物理层通道送数据要使数据在空间上对齐，恢复出源站点发送时的序列、通道关系，然后根据恢复出的序列号和时隙有效信号，按照序列号大小恢复出数据，即ATM信元。

提取并解释H4：从数据流中提取H4字节，并从中提取出序列号，并生成不同FIFO写使能和写地址。

产生以下相关告警：序列号丢失告警sqmis、序列号指示超出范围告警sqerror、通道内的序列号指示相同告警sqsame、同时上报大复帧号丢失mfi2_mis，小复帧号丢失告警mfi1_mis，延时超出告警delay_overflow(delay＞125us)。

经过上述处理后，输出以下信号：

(1)数据信号：每组4路并行的8bit数据流为已经过虚级联解映射处理的ATM信元流；

(2)ATM层定时信号：ATM信元流有效时隙指示信号；

最后，这些信号将进入ATM层作进一步处理。

通过该装置中的上行处理模块可以对映射容量进行调整；通过下行处理模块可以对解映射容量进行调整。从而可以利用LCAS技术调整虚容器的容量以适应不同的业务带宽需求，提高带宽利用率。

对于本发明装置，本领域的技术人员可以在本发明的范围内做出各种等同的修改，比如，可以将映射处理模块与上行处理模块集成在一起，形成虚级联映射处理模块，将解映射处理模块与下行处理模块集成在一起，形成虚级联解映射处理模块。

虽然上述实施例是通过ATM over SDH中VC-4-xv描述了本发明方案，本技术领域人员应该知道，对于SDH中的各种速率和虚级联容器，比如：速率为STM-1，STM-4，STM-16，STM-64，容器为VC-12，VC-2，VC-3，VC-4都能适用本发明。另外对于ATM over SONET可以使用同样方法实现，涵盖了OC-1，OC-3，OC-9，OC-12，OC-18，OC-24，OC-36，OC-48，OC-96，OC-192各种速率，和可以虚级联的VT1.5/VT2/VT6/STS-1/STS-3各种容器。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (10)

1、一种光网络承载异步传输模式ATM业务的方法，其特征在于，包括：

A、设定光网络的虚级联配置方式；

B、当发送ATM信元时，根据所述虚级联配置方式将所述ATM信元映射到所述光网络进行传输；

C、当接收ATM信元时，根据所述虚级联配置方式从通信总线中获取ATM信元。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

A1、设定所需承载的ATM业务；

A2、根据所述ATM业务设定虚级联组及所述虚级联组中虚容器的容量。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B1、根据所述虚级联配置产生对应的映射指示信号；

B2、根据所述映射指示信号将ATM信元配置成相同的路由映射到同步数字体系/同步光网络帧格式中；

B3、将所述光网络帧转换为所述光网络所需的总线格式传输。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B2还包括：

插入对应的复帧指示到所述光网络帧的开销字节中，所述复帧指示包括所述虚级联的复帧号和序列号信息。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括：

C1、从所述通信总线上获取虚级联业务信息；

C2、根据所述光网络帧的开销字节信息同步并调整所述虚级联业务信息；

C3、根据调整后的虚级联业务信息获取ATM信元。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用链路带宽调整规程调整所述光网络承载所述ATM业务所需带宽。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光网络具体为：同步数字体系或同步光网络。

8、一种光网络承载异步传输模式ATM业务的装置，包括：与ATM链路层对接的下行接口模块、映射/解映射模块、与所述光网络线路侧对接的上行接口模块，其特征在于，还包括：

虚级联处理模块，分别耦合于所述映射/解映射模块和所述通信总线接口，用于对需要映射和解映射的ATM信元进行虚级联处理。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述映射/解映射模块包括：

映射模块，用于将所述ATM信元映射到所述光网络的虚容器中；

解映射模块，用于从所述光网络的虚容器中获取所需的ATM信元。

10、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述虚级联处理模块包括：

上行处理模块，耦合于所述映射模块，用于控制所述映射模块对所述ATM信元的映射；

下行处理模块，耦合于所述解映射模块，用于控制所述解映射模块获取不同业务的ATM信元。

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